(57)【要約】      （修正有）【課題】全面被覆の良好なオーバーモールド効果を達成することのできる、全面被覆のオーバーモールド製品とその形成方法を提供する。【解決手段】材料金型を用いて材料２０を成型し、材料金型から材料２０を取り出し、室温下で１５−３０時間置き、材料２０の寸法を安定させ、材料２０を凹孔を有するオーバーモールドの金型に入れ、硬度７０−９０Ａの熱可塑性エラストマーからなるオーバーモールド材料を、射出温度１６０−２１０℃、射出速度１２−２８ｃｍ3／ｓｅｃで数ステップに分けて射出して、凹孔の中に注入し、材料２０の表面にオーバーモールド層５０を形成し、オーバーモールド材料を硬化させ、金型からオーバーモールド層５０を形成した材料20を取り出し、冷却して全面被覆のオーバーモールド製品７０を得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料金型を用いて高分子材料を成型する第一のステップ、
前記材料金型から前記高分子材料を取り出し、室温下で１５−３０時間置き、前記高分子材料の寸法を安定させる第二のステップ、
前記高分子材料を凹孔を有するオーバーモールドの金型に入れる第三のステップ、
硬度７０−９０Ａの熱可塑性エラストマーからなるオーバーモールド材料を、射出温度１６０−２１０℃、射出速度１２−２８ｃｍ3／ｓｅｃで数ステップに分けて射出して、前記凹孔の中に注入し、前記高分子材料の表面にオーバーモールド層を形成する第四のステップ、
前記オーバーモールド材料を硬化させる第五のステップ、および
前記金型からオーバーモールド層を形成した前記高分子材料を取り出し、冷却して全面被覆のオーバーモールド製品を得る第六のステップを含むことを特徴とする全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項２】
前記金型は、コアとキャビティを有し、前記コアに設けられた少なくとも一つの固定装置を用いて前記高分子材料を前記金型の金型穴の中に固定することを特徴とする請求項１に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項３】
前記コアは、少なくとも一つの貫通した射出孔を有することを特徴とする請求項２に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項４】
前記金型の凹孔は、キャビティに位置することを特徴とする請求項２または３に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項５】
前記第四のステップにおいて、前記キャビティの温度は３０‐７０℃であり、前記コアの温度は１０‐３０℃であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項６】
前記第五のステップにおいて、温度３０−４５℃で、２０−３０秒冷却することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項７】
前記オーバーモールド層の厚さは、０.６−２μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項８】
前記高分子材料は、ポリカーボネート、アクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体、またはこれらの組合せであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項９】
前記熱可塑性エラストマーは、テレフタル酸ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリケチド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレン硫化物、ポリフェニレンエチルエーテル、ポリフェニレンスルホン、ポリサルフォン、エチレンサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、イミドサルフォン、熱可塑性ポリウレタン樹脂、またはこれらの組合せからなるグループから選ばれることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項１０】
前記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項１１】
前記高分子材料は、充填材、補強材、加工助剤、流動促進剤、または顔料を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項１２】
前記オーバーモールド製品は、液晶ディスプレイの外材であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項１３】
前記外材は、液晶ディスプレイに附設するスピーカーのハウジングであることを特徴とする請求項１２に記載の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法。
【請求項１４】
高分子材料、
前記高分子材料の表面を全面被覆する熱可塑性エラストマーからなるオーバーモールド層、および
前記高分子材料と前記オーバーモールド層の間に位置し、前記高分子材料と前記オーバーモールド層とが溶融して形成された相互溶融層を含むことを特徴とする全面被覆のオーバーモールド製品。
【請求項１５】
前記高分子材料は、ポリカーボネート、アクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体、またはこれらの組合せであることを特徴とする請求項１４に記載の全面被覆のオーバーモールド製品。
【請求項１６】
前記熱可塑性エラストマーは、テレフタル酸ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリケチド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレン硫化物、ポリフェニレンエチルエーテル、ポリフェニレンスルホン、ポリサルフォン、エチレンサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、イミドサルフォン、熱可塑性ポリウレタン樹脂、またはこれらの組合せからなるグループから選ばれることを特徴とする請求項１４または１５に記載の全面被覆のオーバーモールド製品。
【請求項１７】
前記高分子材料は、ポリカーボネートと、アクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体の複合材であり、前記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品。
【請求項１８】
前記高分子材料は、充填材、補強材、加工助剤、流動促進剤、または顔料を含むことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品。
【請求項１９】
前記オーバーモールド製品は、液晶ディスプレイの外材であることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の全面被覆のオーバーモールド製品。
【請求項２０】
前記外材は、液晶ディスプレイに附設するスピーカーのハウジングであることを特徴とする請求項１９に記載の全面被覆のオーバーモールド製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全面被覆のオーバーモールド製品を形成する技術に関し、特に、有効に製造プロセスを制御することのできる条件で、良好なオーバーモールド効果を達成するための全面被覆を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学技術の進歩に伴って、種々の製品、特に電子製品のオーバーモールド技術においても常に新たな技術が創造され、この新たな技術が表面処理の技術を高めてきた。
【０００３】
一般的に、オーバーモールド技術は、製品に絶縁性や美しい外観などを付与するという目的を達成するために用いられてきた。従来のオーバーモールドの方式は、ゴム塗料を直接、オーバーモールドが施される材料の表面にスプレーするステップと、オーバーモールド材料として粘着性のゴム材を用いて、このゴム材をオーバーモールドが施される材料の表面に貼り付けるステップを含むものであった。しかし、上述の二つのステップにより形成されたオーバーモールド製品は、熱膨張、冷収縮または、湿度変化などによって、オーバーモールド材料の付着力が低下してしまい、オーバーモールド材料が剥がれ落ちる現象が生じやすかった。
【０００４】
そこで、このようなオーバーモールド材料の付着力の低下を防止するために、金型を用いて材料を成型するステップと、オーバーモールドが施される材料を金型の凹孔の中に入れるステップと、高温下でオーバーモールド材料を金型とオーバーモールドが施される材料の間の凹孔の中に入れるステップと、凹孔からオーバーモールドが施された部材を取り出すステップとを含む製造プロセスがよく用いられてきた。
【０００５】
この製造プロセスは、各種電子アセンブリのオーバーモールドによく用いられてきた（例えば、特許文献１）。
【０００６】
一般によく用いられるオーバーモールド材料はゴム材料であり、その素材は、例えばＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）などの高分子樹脂材である。前記オーバーモールドの製造プロセスは、軟性プラスチックを硬性プラスチックの上に被覆することで成型を行うが、被覆の前後における表面積が同じでないことから、それぞれ二つの独立した金型を用意しなければならない。まず、第一の金型でプラスチック成型品の成型を完成した後、このプラスチック成型品を第二の金型の中に設置し、オーバーモールドを行う。このときプラスチック成型品は、第二の金型をきつく合わせて設置され、その挟むきつさの度合いは、オーバーモールド材料の収率の良し悪しに影響を及ぼす。一般的に、第二の金型の固定装置が比較的緩い状況では、成型を行う者の作業が容易になるが、収率が劣り、固定装置が比較的きつい状況では、成型を行う者の作業が困難になるが、収率は比較的良くなる。
【０００７】
上述の方法の欠点は、二つの金型を用いて成型するために、それぞれの金型が公差値を有し、オーバーモールド材料の収率と成型品の精密度が金型工場の技術と射出工場の経験に左右されるため、オーバーモールドの際にゴム材料が第二の金型の外部に溢れるおそれがあるほか、オーバーモールドの際に射出されるゴム材料の温度が高すぎる場合には、成型品の表面が焦げた状態になりやすいことである。
【０００８】
このほか、ゴム材料の流動性が好ましくない場合には、成型の結果が制御し難くなる。さらに、ゴム材料の選択が不適当な場合、射出速度が低下してしまい、空気を含んでしまって成型品の表面が好ましくない状態となる。または、空気と接触することによって、表面に気化層が形成され、成型品の表面の耐摩擦性が低下し、成型品の表面に擦り傷がつきやすくなる。また、ゴム材料とプラスチック成型品の接着性がよくない場合には、さらにオーバーモールド層が裂けやすくいなるなどの成型信頼度において好ましくない問題が発生する。
【０００９】
上述のように、ゴム材料の流動性が好ましくないと成型が難しくなり、ゴム材料の選択が不適当な場合には外観も低下する。これらの問題を解消するために金型の温度を上げれば成型不良が発生し、冷凍水によって冷却すればその成型状況を改善することができるものの全体的な製造プロセスの時間が長引いてしまう。
【００１０】
また、二種類の異なる材料を融合させるときに生じる成型品の寸法の変化に対応するために、製造プロセスの条件を適切に決定しなければならない。例えば、気温、湿度、ゴム材料の安定性、機械の安定性、成型する者の経験などをもとに条件を調整する。
【００１１】
全面被覆のオーバーモールド製品を形成する場合には、上述の製造プロセスの条件の制御が難しい。また、プラスチック成型品の表面の全面被覆を行う場合には、プラスチック成型品の表面には直接、固定できる位置がないため、プラスチック成型品はオーバーモールド材料の射出による衝撃力に耐えられない。このため、オーバーモールドの際にプラスチック成型品を金型へどのように固定するのかということが、もう一つの問題となっている。
【００１２】
したがって、どのように上述の従来の問題を解決し、全面被覆の良好なオーバーモールド効果を達成できるオーバーモールド技術の開発が望まれている。
【特許文献１】特開平９−１７２７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、有効に製造プロセスを制御することのできる条件で、全面被覆の良好なオーバーモールド効果を達成することのできる、全面被覆のオーバーモールド製品とその形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を達成するため、本発明の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法は、材料金型を用いて高分子材料を成型する第一のステップ、前記材料金型から前記高分子材料を取り出し、室温下で１５−３０時間置き、前記高分子材料の寸法を安定させる第二のステップ、前記高分子材料を凹孔を有するオーバーモールドの金型に入れる第三のステップ、硬度７０−９０Ａの熱可塑性エラストマーからなるオーバーモールド材料を、射出温度１６０−２１０℃、射出速度１２−２８ｃｍ3／ｓｅｃで数ステップに分けて射出して、前記凹孔の中に注入し、前記高分子材料の表面にオーバーモールド層を形成する第四のステップ、前記オーバーモールド材料を硬化させる第五のステップ、および前記金型からオーバーモールド層を形成した前記高分子材料を取り出し、冷却して全面被覆のオーバーモールド製品を得る第六のステップを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の全面被覆のオーバーモールド製品は、高分子材料、前記高分子材料の表面を全面被覆する熱可塑性エラストマーからなるオーバーモールド層、および前記高分子材料と前記オーバーモールド層の間に位置し、前記高分子材料と前記オーバーモールド層とが溶融して形成された相互溶融層を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法によれば、良好なオーバーモールド効果を有するオーバーモールド製品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照しながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１を参照しながら説明すると、図１は、本発明の高分子材料の第一のステップとしての成型ステップを示す概略図であり、この成型ステップでは、材料金型１０を用いて高分子材料としての材料２０を成型する。
【００１９】
材料２０としては、例えば、ポリカーボネート（Poly Carbonate， ＰＣ）、またはアクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体（ＡＢＳ； Acrylonitrile Butadiene Styrene）の熱変形温度が高いものを選ぶのが好ましい。または、これらの組合せであってもよい。なお、本発明では、後述のオーバーモールド用熱可塑性エラストマー材の被覆時に発生する収縮応力などの変形問題に対処するために、材料２０には、ポリカーボネートにＡＢＳ（例えば、GE Plastics社製 C2800）を加えた複合材を選ぶのがより好ましい。その物性は、表１に示すとおりである。また、材料２０は、実際に用いるときの需要に応じて、充填材、補強材、加工助剤、流動促進剤、または顔料などその他の添加剤を含んでいてもよい。
【００２０】
材料２０を成型後、第二のステップにおいて、それを材料金型１０から取り出し、常温２５℃前後の室温下で１５−３０時間置き、その寸法と機械的性質を安定させてから、オーバーモールドの作業を行う。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
続いて、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明のオーバーモールド製品のオーバーモールドステップを示す概略図である。オーバーモールドの金型３０は、コア３０ａとキャビティ３０ｂを有する。第三のステップにおいて、凹孔４０を有するオーバーモールドの金型３０の中に材料２０を入れ、コア３０ａに設けられた少なくとも一つの固定装置（図示せず）を用いて材料２０を金型３０の金型穴の中に固定し、コア３０ａで位置を固定する。そして、コア３０ａとキャビティ３０ｂをきつく合わせる。また、コア３０ａは、少なくとも一つ、好ましくは複数の貫通した射出孔６０を有し、オーバーモールドの金型３０の凹孔４０は、キャビティ３０ｂに位置している。
【００２３】
引き続き、図２を参照しながら説明する。つぎに、本発明の特徴となる第四のステップを行う。射出孔６０から、硬度７０−９０Ａのオーバーモールド材料を射出する。このとき、射出温度１６０−２１０℃、射出速度１２−２８ｃｍ3／ｓｅｃで数ステップに分けて射出して、オーバーモールド材料をコア３０ａ、キャビティ３０ｂとオーバーモールドされる材料２０の間の凹孔４０の中に注入し、オーバーモールド層５０を材料２０の表面に形成する。
【００２４】
このように数ステップに分けて射出するときの射出速度は、実際の状況によって異なる。本実施例では、例えば、１９０トンのＰＣ専用射出機（最大射出圧力２８００ｋｇ／ｃｍ2、最大射出速度９５ｃｍ3／ｓｅｃ）を用い、５ステップに分けて射出を行うことができる。第一段は、１５.２‐１７.１ｃｍ3／ｓｅｃであり、第二段は、１１.４‐１２.３５ｃｍ3／ｓｅｃであり、第三段は、１１.４‐２３.７５ｃｍ3／ｓｅｃであり、第四段は、１５.２‐２３.７５ｃｍ3／ｓｅｃであり、第五段は、１１.４‐１７.１ｃｍ3／ｓｅｃである。
【００２５】
射出温度は、１８５−２０５℃が好ましく、オーバーモールド層５０を形成するオーバーモールド材料は、熱可塑性エラストマー（Thermoplastic Elastomer，ＴＰＥ）からなる。
【００２６】
また、オーバーモールドのプロセスのとき、すなわち前記第四のステップにおいて、キャビティ３０ｂの温度は３０‐７０℃に制御されるが、３５−４５℃が好ましく、３８−４３℃がさらに好ましい。キャビティ３０ｂを水で冷却する場合、コア３０ａの温度は１０‐３０℃に制御されるが、１５−２５℃が好ましく、１８−２３℃がさらに好ましい。射出時間は、５−１５秒が好ましく、１０−１２秒がさらに好ましい。
【００２７】
本発明では、オーバーモールド層５０は、熱可塑性エラストマーからなり、この熱可塑性エラストマーは、テレフタル酸ポリエチレン（Polyethylene Therephthalate，ＰＥＴ）、ポリカーボネート（Polycarbonate）、ポリアミド（Polyamide）、ポリケチド（Polyketide）、ポリブチレンテレフタレート（Polybuthylene Therephthalate，ＰＢＴ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（Polyetherketone Etherketone Ketone，ＰＥＫＥＫＫ）、ポリエーテルケトンケトン（Polyetherketone Ketone，ＰＥＫＫ）、ポリフェニレン硫化物（polyphenyl Sulfide）、ポリフェニレンエチルエーテル（Polyphenyl Ethyl Ether）、ポリフェニレンスルホン（Phenylene Sulfone）、ポリサルフォン（Polysulfone）、エチレンサルフォン（Ethylene Sulphone）、ポリイミド（Polyidmide）、ポリエーテルイミド（Polyetherimide）、ポリアミドイミド（Polyamideimide）、イミドサルフォン（Imide Sulphone）、熱可塑性ポリウレタン樹脂（Thermoplastic Polyurethane、ＴＰＵ）、または、これらの組合せからなる。
【００２８】
本実施例では、オーバーモールド材料に協祐公司が販売する熱可塑性ポリウレタン樹脂ＴＰＵ８５Ａを用いるが、その物性は以下のとおりである。硬度は、ショア硬度Ａ型８７、比重１．１２、収縮率１.０−１.８％である。また、ＴＰＵ８５Ａは、耐摩擦性（２５ｍｍ2）、耐引裂性（７０Ｎ／ｍｍ）、曲げ強さが良好であって、抗張力と延伸破断率が大きい。また、耐低温性（−３５〜−５０℃）に優れ、長期圧縮での変形率が低く、耐油性、耐潤滑油性と耐脂肪族炭化水素系有機溶剤性、抗酸化性、抗臭気性と耐老化性、耐ＵＶ性を有する。また、ＴＰＵ８５Ａを用いた場合の好ましいオーバーモールドの実施条件は、乾燥温度１００−１１０℃、乾燥時間２−４ｈｒ、射出温度１９５−２２０℃、射出圧力３０−１８０ｋｇ／ｃｍ2、保圧３０−１４０ｋｇ／ｃｍ2、被圧５−４０ｋｇ／ｃｍ2と金型温度１５−７０℃である。
【００２９】
最後に、図３を参照して説明する。図３は、本発明のオーバーモールド製品の断面概略図を示している。第五のステップでは、３０‐４５℃で冷却し、オーバーモールド材料５０を硬化させる。冷却時間は、１０−３０秒が好ましく、２０−３０秒がさらに好ましい。
【００３０】
さらに、第六のステップでオーバーモールドの金型３０からオーバーモールド層５０を形成した材料２０を取り出し、冷却すると、全面被覆のオーバーモールド製品７０を得ることができる。
【００３１】
形成したオーバーモールド層５０の厚さは、０.６‐２μｍである。また、オーバーモールド製品７０の表面に油（例えば、離型剤）が残って不良面が形成されてしまった場合、ゴム塗料をスプレーして不良面をカバーすることで、オーバーモールド製品７０の品質を向上させることができる。
【００３２】
本発明の方法により形成したオーバーモールド製品７０は、ディスプレイ、特に、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）のフラットディスプレイの外材に用いることができる。そして、オーバーモールド製品７０は、例えば、ディスプレイのハウジング、取っ手、ベース、支え、またはディスプレイに附設するスピーカーのハウジングなどとすることができる。なお、オーバーモールド製品７０の用途は、これらに限らず、その他の電気用品の外材に応用することもできる。
【００３３】
上述のように、本発明の全面被覆のオーバーモールド製品の形成方法によれば、良好なオーバーモールド効果を有するオーバーモールド製品を得ることができる。また、本発明の方法を用いて形成された全面被覆のオーバーモールド製品は、高分子材料としての材料２０、この材料２０の表面を全面被覆する熱可塑性エラストマーからなるオーバーモールド層５０と、材料２０とオーバーモールド層５０の間に位置し、材料２０とオーバーモールド層５０とが溶融して形成された相互溶融層４５を含んでいる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の高分子材料の成型ステップを示す概略図である。
【図２】本発明のオーバーモールド製品のオーバーモールドステップを示す概略図である。
【図３】本発明のオーバーモールド製品の断面概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
２０  材料（高分子材料）
３０  金型
３０ａ  コア
３０ｂ  キャビティ
４０  凹孔
４５  相互溶融層
５０  オーバーモールド層
６０  射出孔
７０  オーバーモールド製品
【図１】
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【図２】
2006137174.tif 000005
【図３】
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